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1、概述H型钢是由工字型钢优化发展而来的一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。由于H型钢的各个部位均以直角排布，因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用H型钢发展历史世界上最早出现的H 型钢生产设备是在1902 年由卢森堡研制的轧制H 型钢的生产线，至今已有上百年历史。经过了近一个世纪的发展, H 型钢的生产方式也发生了质的变化。20 世纪50 年代初，H 型钢逐渐取代了工字钢。20 世纪50 年代以前发展不快，自20世纪50 年代开始出现了一个飞跃，尤其是在日本，出现了现代化的万能轧机。根
2、据时间，H 型钢的发展可粗略分成如下阶段：20 世纪60 年代新建万能轧机，产量迅速提高；20 世纪70 年代装备了计算机控制，提高尺寸精度，实现了H 型钢的多机架万能孔型连轧；20世纪80 年代前半段适应连铸技术的发展，开始采用连铸板坯和连铸异形坯轧制H 型钢；20 世纪80 年代末出现了外部尺寸一定的新形H 型钢。自1998 年8 月份马钢万能轧机轧出中国的第一根H 型钢以后，H 型钢这一新型钢材品种在我国进入了一个崭新的时代。中国热轧H 型钢专业化生产只有10 年时间，而这10 年的发展速度相当迅猛，从起初马钢一条生产线，后来莱钢、日照、津西的H 型钢生产线建成；到2007 年，长治、兴
3、华等新建的H 型钢轧钢机组相继投产；2008 年，又有一批生产线问世，还有一批生产线正在建设之中。经过10 多年的市场开拓与发展，我国热轧H 型钢的产能从1998 年的3 万t左右快速增加到2008 年的1 200 万t 以上。热轧H型钢的生产标志着一个国家钢材品种的发展水平和轧制技术水平，同时也标志着该国的钢结构技术水平。自从H 型钢问世以来，它的轧制设备和轧制方法得到了很快的发展H型钢分类H型钢分为（1）宽翼缘H型钢（HW）（2）中翼缘H型钢(HM)（3）窄翼缘H型钢（HN）（4）薄壁H型钢（HT）热轧H型钢的优点H型钢是一种新型经济建筑用钢。 H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截
4、面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。 H-型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材，尤其断面与英文字母“H”相同而得名。其特点如下： 1） 翼缘宽，侧向刚度大。抗弯能力强。 2）翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。 3）与焊摄工字钢相比，成本低，精度高，残余应力小，无需昂贵的
5、焊接材料和焊缝检测，节约钢结构制作成本30%左右。 4）相同截面负荷下热轧H钢结构比传统钢结构重量减轻15%-20%。 5）与砼结构相比，热轧H钢结构可增大6%的使用面积，而结构自重减轻20%一30%，减少结构设计内力。 6） H型钢可加工成T型钢，蜂窝梁可经组合形成各种截面形式，极大满足工程设计与制作需求。 H型钢主要用于工程，厂房设备，机械设备，桥梁，高速公路，民房等;机械性能和物理性能好，牢固，节约能源和环保的效果。H型钢是一种经济型断面钢材，广泛用于工业、建筑、桥梁、石油钻井平台等方面，据预测2005年我国H型钢需求量约250万吨，2010年需求量500万吨，但目前我国H型钢年生产能力
6、为120万吨，市场需求量非常巨大。H型钢的特点1）结构强度高同工字钢相比，截面模数大，在承载条件相同时，可节约金属10-15%。2）设计风格灵活、丰富在梁 高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50% ，从而使建筑布置更加灵活3）结构自重轻与混凝土结构自重相比轻,结构自重的降低，减少了结构设计内力，可使建筑结构基础处理要求低，施工简便，造价降低。4）结构稳定性高以热轧H型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，适用于承受振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强，特别适用于一些多地震发生带的建筑结构。据统计，在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中，以H型钢为
7、主的钢结构建筑受害程度最小。5）增加结构有效使用面积与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积，视建筑不同形式，能增加有效使用面积4-6%。6）省工省料与焊接H型钢相比，能明显地省工省料，减少原材料、能源和人工的消耗，残余应力低，外观和表面质量好。7）便于机械加工易于结构连接和安装，还易于拆除和再用8）环保采用H型钢可以有效保护环境，具体表现在三个方面：一是和混凝土相比，可采用干式施工，产生的噪音小，粉尘少；二是由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地资源破坏小，此外大量减少混凝土用量，减少开山挖石量，有利于生态环境的保护；三是建筑结构使用寿命到期后，结构拆除后，产生的固体
8、垃圾量小，废钢资源回收价值高。9）工业化制作程度高以热轧H型钢为主的钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证，可以建成真正的房屋制作工厂、桥梁制作工厂、工业厂房制作工厂等。发展钢结构，创造和带动了数以百计的新兴产业发展。10）工程施工速度快占地面积小，且适合于全天候施工，受气候条件影响小。用热轧H型钢制作的钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的2-3倍，资金周转率成倍提高，降低财务费用，从而节省投资。以我国“第一高楼” 上海浦东的“金贸大厦”为例，主体高达近400m的结构主体仅用不到半年时间就完成了结构封顶，而钢混结构则需要两年工期。本设计内容概述我国
9、正处于大建设的关键时期，其钢材需求量大，种类多，尤其是H型钢的需求量在未来几年将更加突出。为此结合国内外的实际情况，利用当今世界的先进技术，设计一条在世界范围内具有一定先进性的生产线，对我国H型钢产品的竞争力有着积极的影响。在此基础上，本设计拟建设一座年产量46万吨的热轧H型钢车间，主要产品为H100400mm规格范围内的小H型钢。产品定尺长度为12m，倍尺长度为24m。结合产品的实际用途，选用的钢种为碳素结构钢和合金结构钢，原料采用连铸异型坯。其中有两种规格型43030090，32022085。根据设计要求用HW1751757.511为典型产品进行设计验算。本设计整个轧机线由15架无牌坊轧机
10、组成，其中粗轧机组5架、中精轧机组10架，采用全连续轧制工艺，快速更换机架系统，主传动全部采用交流变频调速数字控制系统，SHS万能轧机轧辊辊身长度短，轧辊挠度小，可获得良好的产品尺寸公差。精轧机架间采用微张力控制。而且轧机具有较大的生产能力。设计了计算机3级自动控制系统，用来完成物料跟踪、工艺参数和轧辊参数设定及生产计划管理等工作，生产效率和自动化水平高，操作控制简洁。本设计生产线采用设备的特点1）该生产线有15架轧机组成连续式生产线，生产效率高；2）飞剪分段长尺冷却，提高了生产效率；3）在线型钢断面尺寸测量仪的使用，减少了红检取样时间，降低了红检工劳动强度，提高轧机有效作业率；4）冷床设置水
11、冷段提高了冷床能力；5)长尺矫直减少矫直盲区；6)多功能堆垛机不仅能实现H于工字钢堆垛，也能实现槽钢堆垛；7)成排锯切提高锯机锯切能力。1产品大纲及金属平衡1.1产品大纲本车间设计年生产能力为、4.6104t，产品规格范围是H100400mm。其产品大纲如表1-1所示1-1 年产量46万吨H型钢产品大纲产品原料产品种类规格产品标准米重/kg/m年产量/万t/y百分比/%型坯型坯宽翼缘H型钢175*175*7.5*11GB/T 11263-200540.48.0034.81O（HW）200*200*8*1249.98.00O中翼缘H型钢150*100*6*920.74.0026.01O（HM）2
12、50*175*7*1143.68.00O窄翼缘H型钢200*100*5.5*820.94.0021.71O（HN）300*150*6.5*936.76.00O薄壁H型钢196*99*4*615.54.0017.39O（HT）294*148*4.5*6254.00O合计46100产品技术要求1) 尺寸、外形允许偏差 宽、中、窄翼缘H型钢的尺寸、外形允许偏差应符合表1.2规定 H型钢、H型钢桩的切断面上不得有大于5mm的毛刺； H型钢、H型钢桩不得有明显的扭转； 重量允许偏差符合表1.3规定；表1.2 H型钢的尺寸、外形允许偏差项目允许偏差图示高度H（按型号）400士2.0400600士3.060
13、0士4.0宽度B（按型号）100士2.0100200士2.5200士3.0厚度t15士0.5516士0.71625士1.02540士1.540士2.0t25士0.7516士1.01625士1.52540士1.740士2.0长度7m士60.07m长度每增加1m或不足1m时，正偏差在上述基础上加5mm翼缘斜度T高度（型号）300T1.0%B。但允许偏差的最小值为1.5mm高度（型号）300T1.2%B。但允许偏差的最小值为1.5mm弯曲度高度（型号）300长度的0.15%适用于上下、左右大弯曲高度（型号）300长度的0.10%中心偏差S高度（型号）300且宽度（型号）200士2.5高度（型号）30
14、0且宽度（型号）200士3.5腹板弯曲度W高度（型号）4002.04006002.56003.0端面斜度eel.6%(H或B)，但允许偏差的最小值为3.0mm表1.3 重量允许偏差类别重量允许偏差H型钢单根H型钢的重量偏差不超过6%一批交货重量不超过4%2) 交货状态H型钢以热轧状态交货，H型钢应按理论重量交货(理论重量按密度为7.85g /cm3计算) 经供需双方协商并在合同中注明，亦可按实际重量交货。3) 钢牌号及化学成分H型钢的牌号和化学成分(熔炼分析)，应符合GB/T 700或GB 712或GB/T 714或GB/T 1591或GB/T 4171或GB/T 4172的规定。经供需双方协商，并在合同中注明，也可按其他牌号和化学成分供货。4) 力学性能和工艺性能H型钢的力学性能、工艺性能应符合GB/T 700或GB 712或GB/T 714或GB/T 1591或GB/T 4171或GB/T 4172的规定。经供需双方协商，并在合同中注明，也可按其他力学性能、工艺性能指标供货。5) 表面质量H型钢的表面不允许有影响使用的裂缝、折叠、结疤、分层和夹杂。局部的细小裂纹、凹坑、凸起、麻点及刮痕等缺陷允许存在，但不得超出厚度尺寸允许偏差；H型钢表
